Методы получения ацетилена, страница 6

Из расчета расходов газа следует, что расход природного газа через  4.39 плазмотрона  - м³/с. Тогда через 5 плазмотронов его расход составляет - м³/с.(или кг/с).Из материального баланса следует, что такому расходу природного газа соответствует получение пирогаза -  кг/с и сажи – кг/с.

1.  Определяем количество тепла, содержащееся в них при температуре реакции. Рассчитываем теплоемкости пирогаза и сажи.

Теплоемкость ацетилена:

Теплоемкость этилена:

Теплоемкость метана:

Теплоемкость водорода:

Теплоемкость азота:

Теплоемкость двуокиси углерода:

Теплоемкость углерода:

2.  Далее определяем молекулярную массу пирогаза, г.

                            Теплоемкость пирогаза:

                            Теплоемкость сажи:

Количество тепла, содержащееся в продуктах реакции при 2240 К, кВт

Где m_ПГ и m_C – количество пирогаза и сажи, получаемое в реакторах, кг/с.

3.  Аналогично определяем количество тепла, содержащееся в продуктах реакции после их закалки (при температуре 473 К)

Теплоемкость ацетилена:

Теплоемкость этилена:

Теплоемкость метана:

Теплоемкость водорода:

Теплоемкость азота:

Теплоемкость двуокиси углерода:

Теплоемкость углерода:

4.  Далее определяем молекулярную массу пирогаза, г.

                            Теплоемкость пирогаза:

                            Теплоемкость сажи:

Количество тепла, содержащееся в продуктах реакции при 2240 К, кВт

Где m_ПГ и m_C – количество пирогаза и сажи, получаемое в реакторах, кг/с.

5.  Таким образом, при закалке продуктов реакции водой ей передается тепло:

6.  Фактически количество тепла, переданное воде в процессе закалки несколько ниже. Зная , что охлаждающей воде передается тепло в количестве ,,,,  кВт. Таким образом для 5 реакторов это количество тепла составит:

7.  Следовательно, фактическое количество тепла, переданное воде в процессе закалки:

8.  Далее составляем сводную таблицу теплового баланса (Табл. 4)

Приход тепла	Количество кВт	Количество %	Расход тепла	Количество кВт	Количество %
1.Тепло, затрачиваемое на процесс пиролиза Итого		100,00 100,00	1.Тепло, затрачиваемое на процесс пиролиза(за вычетом тепла, содержащегося в продуктах реакции) 2.Тепло, затрачиваемое на нагрев охлаждающей реакторы воды 3.Фактическое тепло, передаваемое воде при закалке продуктов реакции 4.Тепло, содержащееся в продуктах реакции на выходе из реакторов		100,00

Далее анализируются полученные результаты.

На последнем этапе определяются удельные затраты электроэнергии на процесс, кВт·ч/м³ С₂Н₂.

Из материального баланса следует, что содержание ацетилена в пирогазе ,,,,, % об., следовательно за 1 час в пяти реакторах синтезируется ацетилен:

На получение этого количества ацетилена расходуется электроэнергии (с учетом КПД плазмотронов):

Тогда удельный расход электроэнергии:

Это расчетное значение удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными           (см. рис 2).

Список рекомендуемой литературы:

1.  Антонов В.Н., Лапидус А.С. Производство ацетилена. – М: Химия, 1970, - 416с: ил.

2.  Миллер С.А. Ацетилен, его свойства, получение и преминение. – Л: Химия, 1969, - 676с: ил.

3.  Крапивина С.А. Плазмохимические технологические процессы. – Л: Химия, 1981, - 248с: ил.

4.  Теоретическая и прикладная плазмохимия /Под ред. Л.С. Полака – М.: Наука, 1975, -304с: ил.

5.  Методические указания по расчету плазмохимических реакторов и закалочных устройств /Сост. Крапивина С.А. –Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1977. -38 с.: ил.

6.  Краткий справочник физико-химических величин /Под редакцией К.П. Мищенко и А.А. Равделя  – Л.: Химия , 1974. 200с.

7.  Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. –М .: Наука. 1972. – 720 с.: ил.

8.  Технологические расчеты и проектирование оборудования для смешения сырья и закалки продуктов плазмохимического синтеза ацетилена. Методические указания  / Сост. Г.В. Галевский – Новокузнецк, СМИ, 1988. -20с.: ил.